JP5182140B2

JP5182140B2 - 温度センサ装置

Info

Publication number: JP5182140B2
Application number: JP2009036870A
Authority: JP
Inventors: 照幸飯田; 功小林; 芳彦加藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010190788A

Description

本発明は、ハイブリッド車や電気自動車のバッテリ温度検知等に好適な温度センサ装置に関するものである。

近年、内燃機関とモーターとを組み合わせて優れた低燃費性能を有するハイブリッド車やモーターのみで駆動される電気自動車が開発及び実用化されている。これらのハイブリッド車や電気自動車には、モーター駆動のためにバッテリが搭載されているが、該バッテリの性能を良好に維持するため、バッテリの温度を検知して温度管理を行っている（特許文献１参照）。

このバッテリの温度を検知する温度センサとしては、従来、例えば特許文献２に記載されているように、リード線の先端部に接続されたサーミスタ素子が樹脂部に覆われて先端に配された温度センサが使用されている。この温度センサでバッテリを測定する場合、バッテリのケースに設けられた測定用孔内に先端の樹脂部を挿入して固定することで、バッテリ内部の温度を測定している。

特開２００７−１１２２６８号公報特開２００１−３０７９０８号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の温度センサでは、直線状のリード線の延長上にサーミスタ素子がある形状で先端を樹脂コートしているため、測定用孔内に先端の樹脂部を挿入した状態ではリード線が測定用孔から突き出した状態となり、リード線の取り回しに自由度がないという不都合があった。このため、車載用のバッテリのように狭い場所に設置された測定対象に温度センサを確実に固定することが困難であった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、狭い場所でも確実に測定対象に固定することができる温度センサ装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサ装置は、測定対象に設けられた測定用孔を介して前記測定対象の内部温度を測定する温度センサ装置であって、リード線に接続されたサーミスタ素子がＬ字状絶縁部に覆われてその先端に配された温度センサ本体と、前記Ｌ字状絶縁部を収納するケース部と、を備え、該ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔と、前記測定用孔に前記Ｌ字状絶縁部の先端を挿入した状態で前記測定用孔に嵌め込み可能な固定用突起部と、を備えていることを特徴とする。

この温度センサ装置では、温度センサ本体のＬ字状絶縁部を収納するケース部が、Ｌ字状絶縁部の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔と、測定用孔にＬ字状絶縁部の先端を挿入した状態で測定用孔に嵌め込み可能な固定用突起部と、を備えているので、測定用孔にＬ字状絶縁部の先端を挿入すると共に固定用突起部を嵌め込んでケース部と共に温度センサ本体を測定対象にワンタッチで固定することができる。このとき、温度センサ本体の先端部がＬ字状絶縁部とされているので、測定用孔にＬ字状絶縁部の先端が挿入された状態でもリード線が測定対象の外面に沿って配されることで、狭い場所でも邪魔にならず取り回すことが可能になる。また、温度センサ本体の先端部が直角に曲げられて樹脂フォーミングしたＬ字型構造なので、Ｌ字状絶縁部の先端を突出状態に収納することでケース部を薄型化することが可能である。さらに、Ｌ字状絶縁部をケース部に収納して保護することができ、隣接する他の部材と接触して外れたり損傷することを防止できる。

また、本発明の温度センサ装置は、前記ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の基端部を支持する絶縁部支持機構を備えていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、ケース部が、Ｌ字状絶縁部の基端部を支持する絶縁部支持機構を備えているので、Ｌ字状絶縁部の位置ずれ、がたつき又は抜けを防ぐことができる。

さらに、本発明の温度センサ装置は、前記ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の基端部が設置されるケース本体と、該ケース本体の開口部を閉塞する蓋部と、で構成され、前記絶縁部支持機構が、前記ケース本体の開口部を前記蓋部で閉塞した際に前記Ｌ字状絶縁部の基端部を前記ケース本体と前記蓋部とで挟んで支持する構造を有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、ケース本体の開口部を蓋部で閉塞した際にＬ字状絶縁部の基端部をケース本体と蓋部とで挟んで支持する構造を有しているので、Ｌ字状絶縁部をケース部に収納する際にケース本体の開口部を蓋部で閉じると同時にＬ字状絶縁部を保持して位置ずれ等を防ぐことができる。

また、本発明の温度センサ装置は、前記ケース部が、前記絶縁部用孔から突出した前記Ｌ字状絶縁部の先端を囲むと共に前記測定用孔内に挿入可能な挿入筒状部を有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、ケース部が、絶縁部用孔から突出したＬ字状絶縁部の先端を囲むと共に測定用孔内に挿入可能な挿入筒状部を有しているので、挿入筒状部でＬ字状絶縁部の先端を保護することができる。また、挿入筒状部にＬ字状絶縁部の先端が配されることで、Ｌ字状絶縁部の挿入部分の位置決めを行うことができる。

さらに、本発明の温度センサ装置は、前記挿入筒状部が、周面に通気用開口部を有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、挿入筒状部が、周面に通気用開口部を有しているので、通気用開口部を介して空気をＬ字状絶縁部の挿入部分へ導入させることができ、空気温度をダイレクトに測定して応答性を維持することができる。

また、本発明の温度センサ装置は、前記挿入筒状部が、前記Ｌ字状絶縁部の先端に対向して開口した窓部を有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、挿入筒状部が、Ｌ字状絶縁部の先端に対向して開口した窓部を有しているので、窓部を介してＬ字状絶縁部の先端が測定対象の内部にある被測温物に近接してほぼ接触状態となり、高い応答性を得ることができる。

また、本発明の温度センサ装置は、前記測定対象が、バッテリであることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ装置では、測定対象が、バッテリであるので、狭い場所に設置されたバッテリにも装着可能であると共にバッテリに隣接する他の部材にから温度センサ本体を保護することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサ装置によれば、温度センサ本体のＬ字状絶縁部を収納するケース部が、Ｌ字状絶縁部の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔と、測定用孔にＬ字状絶縁部の先端を挿入した状態で測定用孔に嵌め込み可能な固定用突起部と、を備えているので、温度センサ本体をケース部で保護した状態で測定対象に容易に取り付け可能であり、狭い場所でも邪魔にならず測定対象の外面に沿ってリード線を取り回すことが可能になる。
したがって、本発明の温度センサ装置は、狭い場所に設置されたバッテリにも装着可能であると共にバッテリに隣接する他の部材から温度センサ本体を保護することができる。特に、ハイブリッド車や電気自動車のバッテリの温度を測定するセンサとして好適である。

本発明に係る温度センサ装置の第１実施形態において、バッテリの測定用孔に取り付けた状態の温度センサ装置を示す断面図である。第１実施形態において、温度センサ装置を示す側面図である。第１実施形態において、蓋部を開けた状態の温度センサ装置を示す開口部側からの斜視図である。第１実施形態において、温度センサ装置を示す蓋部側からの斜視図である。第１実施形態において、蓋部を開けた状態の温度センサ装置を示す挿入筒状部側からの斜視図である。第１実施形態において、温度センサ装置を示すケース本体側からの斜視図である。第１実施形態において、蓋部を開けた状態の温度センサ装置を示す平面図である。第１実施形態において、温度センサ装置を示す底面図である。本発明に係る温度センサ装置の第２実施形態において、温度センサ装置を示す断面図である。第２実施形態において、温度センサ装置を示す底面図である。

以下、本発明に係る温度センサ装置の第１実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。

本実施形態の温度センサ装置１は、図１から図８に示すように、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されるバッテリ２のケースに設けられた測定用孔２ａを介してバッテリ２の内部温度を測定する温度センサ装置であって、リード線３に接続されたサーミスタ素子４が樹脂材料のＬ字状絶縁部５に覆われてその先端に配された温度センサ本体６と、Ｌ字状絶縁部５を収納するケース部７と、を備えている。

上記ケース部７は、Ｌ字状絶縁部５の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔８と、測定用孔２ａにＬ字状絶縁部５の先端を挿入した状態で測定用孔２ａに嵌め込み可能な一対の固定用突起部９と、Ｌ字状絶縁部５の基端部を支持する絶縁部支持機構１０と、を備えている。
また、ケース部７は、全体として薄型の略直方体形状とされ、Ｌ字状絶縁部５の基端部が設置されるケース本体１１と、該ケース本体１１の上部開口部を閉塞する蓋部１２と、で構成されている。

ケース本体１１と蓋部１２とは、一体成型されたものであり、ヒンジ部１３で連結されている。蓋部１２の先端には先端が鈎状となった爪部１２ａが形成されていると共に、ケース本体１１には蓋部１２を閉めたときに挿通された爪部１２ａが引っ掛かって嵌まる受け部１１ａが形成されている。したがって、爪部１２ａを受け部１１ａから外すことで容易に蓋部１２を開けることが可能である。このようにケース本体１１と蓋部１２とが、爪部１２ａの嵌め込みで組立可能なので、組立が容易で接着剤やネジ等も不要である。また、ケース本体１１と蓋部１２とが一体成型されているので、金型費用を削減可能である。

ケース本体１１の周壁部には、リード線３を通す凹部１１ｂが形成されており、蓋部１２を閉めた際に蓋部１２と凹部１１ｂとでリード線３を挟むことで、リード線３の抜けやがたつきを防いでいる。なお、凹部１１ｂ及びこれに対向した蓋部１２の部分には、Ｒを設けているので、挟んだリード線３が傷つくことを防止できる。

上記絶縁部支持機構１０は、ケース本体１１の開口部を蓋部１２で閉塞した際にＬ字状絶縁部５の基端部をケース本体１１と蓋部１２とで挟んで支持する構造を有している。すなわち、ケース本体１１の内部には、Ｌ字状絶縁部５の基端部の両脇を挟むように立設された４つの支持ピン１１ｃを備え、蓋部１２を閉めることでこれら支持ピン１１ｃで挟まれたＬ字状絶縁部５の基端部の上部を蓋部１２で押さえて支持している。

また、ケース部７は、絶縁部用孔８から突出したＬ字状絶縁部５の先端を囲むと共に測定用孔２ａ内に挿入可能な挿入筒状部１４を有している。
該挿入筒状部１４は、有底の略円筒状であり、周面に略四角形状に開口した一対の通気用開口部１４ａを有している。

上記一対の固定用突起部９は、挿入筒状部１４の両側に設けられ、先端部が鈎状とされて測定用孔２ａに鈎状の先端部が引っ掛かって嵌め込まれるようになっている。これらの固定用突起部９は、突出方向に対して直交する方向の断面が円弧状に形成されており、円形の測定用孔２ａに対して位置ずれがし難くなっている。

このように本実施形態の温度センサ装置１は、温度センサ本体６のＬ字状絶縁部５を収納するケース部７が、Ｌ字状絶縁部５の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔８と、測定用孔２ａにＬ字状絶縁部５の先端を挿入した状態で測定用孔２ａに嵌め込み可能な固定用突起部９と、を備えているので、測定用孔２ａにＬ字状絶縁部５の先端を挿入すると共に固定用突起部９を嵌め込んでケース部７と共に温度センサ本体６をバッテリ２にワンタッチで固定することができる。

このとき、温度センサ本体６の先端部がＬ字状絶縁部５とされているので、測定用孔２ａにＬ字状絶縁部５の先端が挿入された状態でもリード線３がバッテリ２の外面に沿って配されることで、狭い場所でも邪魔にならず取り回すことが可能になる。また、温度センサ本体６の先端部が直角に曲げられて樹脂フォーミングしたＬ字型構造なので、Ｌ字状絶縁部５の先端を突出状態に収納することでケース部７を薄型化することが可能である。さらに、Ｌ字状絶縁部５をケース部７に収納して保護することができ、隣接する他の部材と接触して外れたり損傷することを防止できる。

また、ケース部７が、Ｌ字状絶縁部５の基端部を支持する絶縁部支持機構１０を備えているので、Ｌ字状絶縁部５の位置ずれ、がたつき又は抜けを防ぐことができる。特に、絶縁部支持機構１０が、ケース本体１１の開口部を蓋部１２で閉塞した際にＬ字状絶縁部５の基端部をケース本体１１と蓋部１２とで挟んで支持する構造を有しているので、Ｌ字状絶縁部５をケース部７に収納する際にケース本体１１の開口部を蓋部１２で閉じると同時にＬ字状絶縁部５を保持して位置ずれ等を防ぐことができる。

また、ケース部７が、絶縁部用孔８から突出したＬ字状絶縁部５の先端を囲むと共に測定用孔２ａ内に挿入可能な挿入筒状部１４を有しているので、挿入筒状部１４でＬ字状絶縁部５の先端を保護することができる。また、挿入筒状部１４にＬ字状絶縁部５の先端が配されることで、Ｌ字状絶縁部５の挿入部分の位置決めを行うことができる。
さらに、挿入筒状部１４が、周面に通気用開口部１４ａを有しているので、通気用開口部１４ａを介して空気をＬ字状絶縁部５の挿入部分へ導入させることができ、空気温度をダイレクトに測定して応答性を維持することができる。

したがって、本実施形態の温度センサ装置１は、狭い場所に設置されたバッテリ２にも装着可能であると共にバッテリ２に隣接する他の部材から温度センサ本体６を保護することができる。

次に、本発明に係る温度センサ装置の第２実施形態について、図９及び図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、挿入筒状部１４が有底であり、Ｌ字状絶縁部５の先端が挿入筒状部１４の底部に当接しているのに対し、第２実施形態の温度センサ装置２１は、図９及び図１０に示すように、挿入筒状部２４がＬ字状絶縁部５の先端に対向して開口した窓部２４ｂを有している点である。

すなわち、第２実施形態では、挿入筒状部２４の底部に円形の貫通孔である窓部２４ｂが形成され、Ｌ字状絶縁部５の先端が窓部２４ｂを介して露出している。
したがって、第２実施形態の温度センサ装置２１では、挿入筒状部１４が、Ｌ字状絶縁部５の先端に対向して開口した窓部２４ｂを有しているので、窓部２４ｂを介してＬ字状絶縁部５の先端がバッテリ２の内部にある被測温物に近接してほぼ接触状態となり、高い応答性を得ることができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、上記各実施形態では、温度センサ装置をバッテリのケースに直接取り付けているが、ケース部とバッテリとの間にパッキンを挟んで取り付けても構わない。この場合、温度センサ装置の位置ずれやがたつきを防止することができる。

また、蓋部の内面にエラストマー等の緩衝材を貼り付けておくと共に挿入筒状部の窓部からＬ字状絶縁部の先端を若干突出させても構わない。この場合、Ｌ字状絶縁部の先端を直接被測温物に接触させることができると共に、緩衝材によりＬ字状絶縁部の浮き上がり等を吸収することができる。
また、サーミスタ素子を樹脂材料で覆ってＬ状絶縁部としているが、Ｌ字状にフォーミングする絶縁材料として他の材料を使用しても構わない。例えば、ガラス材でサーミスタ素子を覆ったＬ字状絶縁部とすることで、より高温に対応することが可能になる。

１，２１…温度センサ装置、２…バッテリ（測定対象）、２ａ…測定用孔、３…リード線、４…サーミスタ素子、５…Ｌ字状絶縁部、６…温度センサ本体、７…ケース部、８…絶縁部用孔、９…固定用突起部、１０…絶縁部支持機構、１１…ケース本体、１２…蓋部、１４，２４…挿入筒状部、１４ａ…通気用開口部、２４ｂ…窓部

Claims

測定対象に設けられた測定用孔を介して前記測定対象の内部温度を測定する温度センサ装置であって、
リード線に接続されたサーミスタ素子がＬ字状絶縁部に覆われてその先端に配された温度センサ本体と、
前記Ｌ字状絶縁部を収納するケース部と、を備え、
該ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の先端を挿入して外部へ突出させる絶縁部用孔と、
前記測定用孔に前記Ｌ字状絶縁部の先端を挿入した状態で前記測定用孔に嵌め込み可能な固定用突起部と、を備えていることを特徴とする温度センサ装置。
請求項１に記載の温度センサ装置において、
前記ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の基端部を支持する絶縁部支持機構を備えていることを特徴とする温度センサ装置。
請求項２に記載の温度センサ装置において、
前記ケース部が、前記Ｌ字状絶縁部の基端部が設置されるケース本体と、該ケース本体の開口部を閉塞する蓋部と、で構成され、
前記絶縁部支持機構が、前記ケース本体の開口部を前記蓋部で閉塞した際に前記Ｌ字状絶縁部の基端部を前記ケース本体と前記蓋部とで挟んで支持する構造を有していることを特徴とする温度センサ装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度センサ装置において、
前記ケース部が、前記絶縁部用孔から突出した前記Ｌ字状絶縁部の先端を囲むと共に前記測定用孔内に挿入可能な挿入筒状部を有していることを特徴とする温度センサ装置。
請求項４に記載の温度センサ装置において、
前記挿入筒状部が、周面に通気用開口部を有していることを特徴とする温度センサ装置。
請求項４又は５に記載の温度センサ装置において、
前記挿入筒状部が、前記Ｌ字状絶縁部の先端に対向して開口した窓部を有していることを特徴とする温度センサ装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の温度センサ装置において、
前記測定対象が、バッテリであることを特徴とする温度センサ装置。